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고분자야, 태양전지를 부탁해~

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고분자야, 태양전지를 부탁해~

2012.09.24 00:00
고분자 보호막을 사용해 태양전지의 효율을 높이는 새로운 기술이 개발됐다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 박지웅 교수팀은 유기태양전지에서 전자가 형성되는 곳에 보호막을 삽입해 전지 효율을 높이는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 일반적으로 태양전지는 전자를 주는 ‘고분자’와 전자를 받는 ‘플러렌 입자’를 섞어 만든다. 두 물질은 서로 섞이지 않고 수십 나노미터(㎚.1㎚=10억분의 1m) 크기로 무작위로 얽혀있는데, 태양전지는 빛을 받은 고분자에서 나온 전자가 플러렌 입자로 들어가면서 전류가 흐른다. 이 과정이 원활해야 태양전지의 효율도 높아지는 것이다. 연구진은 고분자와 플러렌이 섞여 있는 활성층에 두 개 이상의 고분자 사슬을 공유결합한 블록 공중합체를 소량 넣은 뒤 간단한 열처리를 했다. 그러자 블록 공중합체는 고분자와 플러렌의 계면을 따라 보호층을 형성하면서 전지의 효율을 높였다. 사실 지금까지는 태양전지의 효율을 높이기 위해 주로 활성층과 외부 전극 사이의 전하 이동을 도와주는 계면 물질을 만드는 데 국한돼 있었다. 그러나 박 교수팀은 실질적으로 전하이동의 손실이 가장 많은 활성층 내부에 직접 보호층을 삽입함으로써 간단하게 전지의 효율을 높일 수 있음을 보여줬다. 박 교수는 “유기태양전지 외의 구조에도 적용이 가능할 것”이라며 “기존 방식과 함께 사용할 경우 유기태양전지의 효율을 극대화할 수 있을 것”으로 기대했다. 이번 연구결과는 재료분야 권위지인 ‘어드밴스드 머터리얼스’ 13일자에 실렸다.

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